有效开展中学地理实验教学的思考
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作者: 张维堂
摘 要: 本文从“课程方案”和“地理课程标准”两方面寻求地理实验教学的理论依据,以帮助读者提高对地理实验教学重要性的认识。
关键词: 中学地理实验教学 必要性 现状 原因 措施
实验,是指为验证某种理论或假设而进行的某种操作或活动。而地理实验的外延则要广泛得多,一般地说,使用一定的设备和材料,模拟地理现象的发生、发展过程,或制成模型,通过操作和观察,认识地理事物的特征、规律、成因和原理的活动均可称为地理实验。
一、开展地理实验教学的必要性
(一)中学地理实验教学的理论依据
教育部于2003年颁布的《普通高中课程方案(实验)》将地理学科划归至“人文与社会”和“科学”两个学习领域,这就为地理学科实施科学实验提供了充分的依据。新课程力求改变单一的以知识传输为主的教学方式,要求以创新精神和实践能力为重点,建立新的教学方式。实验教学法因其独特的实践性、探究性,是培养学生地理素养的良好途径,必将成为地理新课程实施中的重要教学手段。
而在教育部颁布的新《地理课程标准》中则强调重视对地理问题的探究,要求“开展地理观测、地理考察、地理实验、地理调查和地理研究等实践活动”。新教材中有了地理实验,高考中也出现了实验类试题,因此在地理课堂教学中运用实验来完成教学任务和目标就越发显得重要和紧迫。
(二)中学地理实验教学的功能
从中学生科学素养发展的三个维度(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观)上看,地理实验不仅具有认识论和方法论功能,而且具有激发学生的学习兴趣、创设教学情景、转变学生学习方式、丰富活动过程体验等多方面的教学功能。具体地说,地理实验教学的功能主要体现在以下四个方面:
1.增强学生对知识的理解程度,有效突破教学重点、难点。
举例来说,太阳直射点的回归运动引起的昼夜长短的季节变化无疑是高中地理的一个难点。如果只是利用图形分析结合教师的讲解,学生很难理解,通过地理实验教学就能够有效突破这一难点。教师可以指导学生制作二分二至日太阳直射点移动演示仪。具体地说,准备半圆形透明板、经纬网圆形板和移动杆各一个,用螺母固定于经纬网圆形板圆心O处,就制成了一个演示仪。学生在教师的指导下动手操作演示,这个实验演示直观形象地帮助学生理解了直射光线和晨昏线的关系、昼夜长短的季节变化及纬度分布规律,有效地突破了这一难点。
2.培养学生地理操作技能、锻炼思维能力。
地理实验教学可以培养学生各方面的技能,如GPS导航仪的使用技能;天象、气象、水文、地震、环保等方面的简单测报仪器使用技能;地球、地形等模型的制作技能。在操作和制作中也锻炼了学生的思维能力。
3.使学生体验学习过程、掌握学习方法。
地理实验可以模拟展示地理事物、现象发生的过程,有利于学生地理演变知识的学习;地理观测可以使学生直接接触地理事物,有利于地理概念的学习。
4.培养学生的科学态度、科学精神。
二、中学地理实验教学的现状及其原因
目前,中学地理教学中重书本、重理论、轻实践、轻过程,忽视地理实验教学现象普遍存在,这种现状和新“课程标准”格格不入,和人们期待的素质教育偏差甚大。不能够充分意识到地理实验教学的重要性,忽视地理实验与实习教学,不重视地理实验与实习教学,势必要影响地理教学质量的提高。
学校主管部门的支持不够、理论研究的指导贫乏、地理教师的认识不足、良好的教学场所及优质的地理教材的缺乏是造成这种现状的原因。
三、有效开展地理实验教学的措施
一个有效的地理实验要求具备科学性、简易性、可操作性、探究性等特点。根据长期的教学实践,我认为有效开展地理实验教学要从下面几个方面入手。
1.加强地理教师实验能力培养,保证地理实验的科学性。
加强理论学习,对培养教师实验能力,能够起到少走弯路、加速发展的作用。强化教师实验技能培训,加大对教师岗前培训和岗中不定期培训、进修的投入,对中学地理教师提高实验教学的技能和水平,形成学以致用的观念和倾向,实现实验教学和理论教学的有效对接大有裨益。
2.结合教学实际,采取多种形式进行地理实验教学。
实验的设计要从实际出发,提倡用简易而效能好的器材做实验,难度不宜过大。如在做模拟大气温室效应的实验中,建议利用身边可以找到的材料(如透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶等)和温度计来实现。
在教学形式上可采取教师演示实验和学生自主实验相结合。例如热力环流的成因的实验一般由教师演示为宜,观察测量当地的经纬度和正午太阳高度角要由学生自主完成。
此外,根据教学目的的不同可以设计探究性实验,也可以设计验证性实验。在操作形式上采取课内实验和课外实验相结合。在教学手段上,实行划分小组、具体分工有利于提高地理实验教学的有效性。
3.简化环节,提高实验教学的可操作性。
在地理实验教学过程中,教师应有针对性地选择那些教学中的重点和难点,尤其是自然地理方面的抽象内容,如天体运动、大气运动、地壳变动等。这些自然现象和过程,都是不便和不能观察到的,只有通过实验教学,才能帮助学生更好地认识和理解知识。切忌为追求教学形式、实验形式,将简单的问题复杂化,并且设计的实验应该排除一些干扰因素,防止由于实验的不典型而对学生对知识的认识和理解产生干扰。
要针对学生的特点,精心选择、修改和编制实验,简化环节,使每个学生都能在实验过程中有所收获,开发符合本校实情的地理实验项目。
4.巧妙设计,突出地理实验的探究性。
我们应该在试验过程中巧妙设计、合理安排,尽量接近真实情况,严谨地设计实验步骤和过程,时间安排要恰当,要符合地理教学的实际情况,注意到地理实验的典型性,能够在突出重点和突破难点上的就要多用。总之,地理实验的设计要能正确反映某一地理过程的内在规律,实验的结果要能让学生得出正确的结论。
例如用实验模拟锋面天气系统:在塑料盒中间插一隔板,两侧分别注入同体积红色暖水(代表暖空气)与蓝色冷盐水(代表冷空气)。两种水体在抽出隔板相遇的时候肯定是一个倾斜的界面,该界面就表示冷暖气团的交界面(锋面)。但是,该实验的不足是:只能模拟出冷暖气团相遇后的位置关系即密度差异,但是不能确定主导气流方向,也就是不能确定锋面的性质,更不能模拟天气系统的变化。
针对以上不足,我们可以对上述实验做以下改造,以便于能模拟锋面的性质和天气现象。
(1)在水槽两端各增加一种动力,以便于推动两侧水体能够运动,这样,若打开蓝色冷水一侧的动力,则冷水主动运动可以模拟冷锋;若打开红色暖水一侧的动力,则暖水主动运动可以模拟暖锋。另外,还可通过控制动力的大小,冷暖水相遇时的混浊情况,代表风力的大小。
(2)在红色的暖水中放入密度、大小适中的铁屑,这样在抽出隔板后,增加某一侧动力时,铁屑就会浮到界面以上,静止一段时间后,铁屑便通过界面下沉到冷水一侧,从而模拟出降水的天气及雨区甚至降水的强度。
通过这样的巧妙设计,客观真实地模拟了锋面的形成过程,突出了实验的探究性,加强了学生对锋面的深刻理解。
参考文献:
[1]郭俊杰.高中地理实验教学的有效性.
[2]陈德旺.在高中地理新课程教学中如何进行地理实验.
[3]史利杰.积极开展中学地理实验与实习教学活动.
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